|
对于很多有飞行经验的人,飞机能飞行,和伯努利原理没直接关系,伯努利原理强调飞机能够飞是机翼剖面的空气压力差产生的升力,但是很多实际有飞行经验的人,经验能告诉你,飞机能飞和这个伯努利原理根本没关系,伯努利原理强调飞机能够飞是机翼剖面压力差产生的升力只是占飞机产生升力里的很小一部分的因素,,所有人都知道,哪怕你翼型再好,要相对空气角度,才能够飞。。也就是说这才是飞机产生能够支撑自己重量的关键性的东西,而伯努利的上下压力差的说法,所产生的升力是不能提供飞行所需要的力量的。
看到楼下那么多反应,我觉的你们细想保守,所有的现实都是来自对大自然力量的亲自的体验和仔细的观察,13楼你说你没机翼的4轴是伯努利原理?原理啥?靠螺旋桨上下面不同的压力差能让4轴飞起来吗?还不是靠相对空气迎角?也就是螺距?这些都是现实,而你们不用脑子思考,只知道 盖有的定律,为了这个,我故意在百度上搜伯努利的机翼升力问题,无独有偶,收到已下这篇文章:
“伯努利原理”的误解
伯努利是一位数学家和物理学家,他在1738年发现,当流体的流速提高,表面的静压力会降低。这个现象称为“伯努利原理”,而几乎所有的物理学教材和科普文章,都使用这个原理,讨论机翼升力的产生。为了解释这个原理,通常,他们首先会让你拿出两片纸,并用力在纸的中间吹气,瞧,两张纸像粘在一起了!
机翼的上表面是拱起的,而下表面是平坦甚至凹进去。当气流通过机翼表面,机翼上方空气流速较快,而下面空气流速较慢。根据“伯努利原理”,下面气流造成的静压力大于上方气流的压力,于是,机翼受到一个向上的作用力,飞机就飞了起来。
遗憾的是,这是完全错误的。而使用“伯努利原理”解释飞机的升空也是“白努力”。
伯努利效应可以解释一部分升力的来源,但这是非常小的一部分。如果飞机仅仅根据“伯努利原理”飞行,机翼形状必须非常“拱起”,或者,必须要飞得非常快才行。
飞机的升力主要由另外两个效应提供。一个是康达效应;另一个是气流冲击效应。
康达效应指的是,气流流经机翼曲面时,气流会紧贴机翼表面(这当然也有一点伯努利效应的含义)。这样,机翼的形状有效地改变了气流的方向,使离开机翼的气流相对飞机作向下的高速运动。机翼推开气流,但这个运动受力的反作用力作用于机翼上,相当于气流也在推开机翼,这个力使得机翼向上举起。
另一个重要的效应是气流冲击效应。当一块平板的方向不是与气流运动方向严格垂直,那么,平板会受到气流的冲击。飞机的机翼与其自身有一定倾角4°左右,特别是,当飞机起飞时,要把机头高高抬起,形成更大的倾角,这样在低速时,也可以获得较大的气流冲击效应,以便使几十吨的飞机起飞。但是,机翼的倾角并不是完全用于提供升力,更多的是为了维持飞机本身的气动布局,以保证飞机在飞行时候的气动平衡。
飞机是一个非常复杂的气动力学系统,设计师必须保证飞机载x,y,z几个方向上受力平衡。这就是飞机为什么需要机翼、尾翼、垂直尾翼的原因(那种像飞碟一样的无尾翼飞机设计起来是非常麻烦的);此外,为了操控飞机,机翼上都开有活动襟翼,因此要仔细分析飞机的受力很不容易。这也是飞机设计原型为什么要进行风洞试验的原因。
康达效应
求助编辑百科名片
康达效应示例图
康达效应(Coanda Effect)亦称附壁作用或柯恩达效应。 流体(水流或气流)有离开本来的流动方向,改为随着凸出的物体表面流动的倾向。当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时,流体的流速会减慢。只要物体表面的曲率不是太大,依据流体力学中的伯努利原理,流速的减缓会导致流体被吸附在物体表面上流动。这种作用是以罗马尼亚发明家亨利·康达为名。
目录
发现
实验演示
在空气动力学中的应用
飞碟设计中的应用
机翼设计中的应用
编辑本段
发现
比用引射产生升力更科幻的是所谓 Coanda 效应。亨利·康达发明的一架飞机(康达-1910)曾经因这种效应坠毁,之后他便致力这方面的研究。亨利·康达在著名工程师居斯塔夫·埃菲尔 (Gustav Effel)(就是设计埃菲尔铁塔和纽约自由女神结构的那个Effel)的支持下,开始研究流体力学,发现了所谓“边界层吸附效应”(boundary layer attachment,也称射流效应),通常也称 Coanda 效应(所以也有直译为康达效应的)。Coanda 效应指出,如果平顺地流动的流体经过具有一定弯度的凸表面的时候,有向凸表面吸附的趋向。开自来水的时候,如果手指碰到水柱,水会沿着手臂的下侧往下淌,而不是按重力方向从龙头直接往下流。
编辑本段
实验演示
打开水龙头,放出小小的水流。把小汤匙的背放在流动的旁边。水流会被吸引,流到汤匙的背上。这是附壁作用及文土里效应(Venturi Effect)作用的结果。文土里效应令汤匙与水流之间的压力降低,把水流引向汤匙之上。当水流附在汤匙上以后,附壁作用令水流一直在汤匙上的凸出表面流动。
编辑本段
在空气动力学中的应用
附壁作用是大部分飞机机翼的主要运作原理。附壁作用的突然消失是飞机失速的主要原因。部分飞机特别使用引擎吹出的气流来增加附壁作用,用以提高升力。美国波音的YC-14 及前苏联的安-72都是把喷射发动机装在机翼上方的前面,配合襟翼,吹出的气流可以提高低速时机翼的 康达效应升力。波音的C-17运输机亦有透过附壁作用增加升力,但所产生的升力较少。 直升机的「无尾螺旋」(NOTAR) 技术,亦是透过吹出空气在机尾引起附壁作用,造成推力平衡旋翼的作用力。
利用 Coanda 效应,可以有意识地诱导空气气流,在机翼上表面产生比飞机和空气相对速度更大的气流速度,提高升力。70 年代时,美国空军已经意识到 C-130 在速度、航程和载重上的局限,希望用喷气式中型战术运输机取代,这就是“先进中型短距起落运输机”(Advanced Medium STOL Transport)计划的由来。经过60年代的无功而返,美国空军已经不再强调垂直起落,所以AMST只要求短距起落。波音和麦道的AMST方案分别入选,参加对比试飞。波音的方案YC-14利用Coanda效应,发动机置于机翼前缘上方,喷流直接吹拂由于襟翼放下而弯度大增的机翼上表面,不光直接产生Coanda效应,还诱导周边的气流,一同产生增升效果。YC-14的试飞是成功的,但这时国防部采购政策正在助理国防部长David Packard 手里大刀阔斧地改革,AMST计划最终被取消了。波音YC-14的“上表面吹气增升”(Upper Surface Blowing,简称USB,不是计算机上的那个USB)最终墙里开花墙外香,被安东诺夫用到安-72 上,后者成为第一架采用USB的量产型飞机。
编辑本段
飞碟设计中的应用
不过 Coanda 效应不是只能用于短距起落飞机的。用好了,Coanda 效应可以实现垂直起落,这其中的佼佼者就是加拿大 Avro 的 Avrocar。关于飞碟的传说很多,最后大多被证明只是人们的想象,但 Avrocar 确实很像飞碟,这大概是最接近传奇式的飞碟的飞行器了。Avro 柯恩达效应飞行器car 就像一个上面圆浑的大碟子,中间是进气的圆孔,周边是一圈小喷嘴。发动机产生高压排气,通过周边的喷嘴喷出,拉动上方气流,沿上表面高速从中心向周边流动,在飞行器静止的时候就可以形成升力,达到垂直起飞。垂直起飞后,重新调整周边喷嘴的气流分布,就可以实现喷气推进,一旦达到一定速度,飞碟本身的形状就可以产生气动升力,这时转入正常飞行。Avrocar 是美国陆军 VZ 系列垂直起落研究机中的一个,在试飞中演示了垂直起落能力,但无法飞出地效高度,一进入无地效飞行,飞行控制就显得力不从心,飞行稳定性没法解决,最后下马了,留下一段飞碟的佳话。
编辑本段
机翼设计中的应用
观察机翼设计,不论是翼型、上下对称、平板式、或是倒翼型,它们的「翼弦线」(Chord)大多不是水平的,机翼前沿稍为向上而后沿向下,与水平做成一夹角。这 康达效应个夹角称为「冲角」(或称「攻角」,Angle of Attack),就算翼弦线是水平的,机翼的「襟翼」(Flap)角度的改变也会形成「冲角」。
机翼的作用就是改变气流的方向,从而产生升力。把机翼设计成翼型,以及做成一个冲角,都是旨在改变气流的方向。本来水平运动的气流,因为黏度而依附接触的表面,流经翼型和(或)向后倾斜的机翼后,流动的方向变成偏向下方。换言之,机翼作用于空气,就好像把空气「扔」向下;因而使空气对机翼产生反作用力,把机翼推向上,产生升力(Weltner, 1990a;Waltham, 1998;Eastlake, 2002;Beginner's Guide to Aeronautics)。
另外,冲角越大,气流偏下的情况越剧烈,所产生的升力也越大。不过当冲角太大时,因大量湍流的形成使气流不能再依附机翼表面流动,升力大幅下降,而阻力却大幅上升,这就会发生「失速」(Stall)的情况。
[ 本帖最后由 wowsjl 于 2012-7-24 06:45 编辑 ] |
评分
-
查看全部评分
欢迎继续阅读楼主其他信息
|